Целлулоид

Определение "Целлулоид" в словаре Брокгауза и Ефрона

Целлулоид — искусственный материал, служащий для имитации рога, черепахи, слоновой кости и с успехом заменяющий твердый каучук (эбонит), китовый ус и пр. По своему химическому составу Ц. представляет смесь коллодионной нитроклетчатки с камфарой. Он тверд, упруг, в тонком слое почти бесцветен и прозрачен, отлично полируется, обтачивается на токарном станке и вообще легко подвергается всякой механической обработке, подобно кости и рогу. При нагревании, напр. в горячей воде, он размягчается и становится пластичным, так что может в таком размягченном состоянии выкатываться в очень тонкие листы и ему давлением может быть придана любая форма, а также куски его могут быть склеены (сварены) между собой. Ц. изобретен в 1860-х гг. бр. Джоном и Исааком Hyatt в Нью-Арке в сев.-ам. шт. Нью-Джерсей. Правильнее, впрочем, пожалуй, видеть в нем лишь усовершенствование паркезина, предложенного за несколько лет ранее Паркесом в Бирмингаме и также в основе состоявшего из нитроклетчатки, но не содержавшего, однако, камфары. Главным центром выделки Ц. и различных изделий из него в настоящее время является фабрика французской компании около Парижа; затем имеются фабрики в Лондоне (Спирса — British xyloid Company), Эдинбурге, Маннгейме, Лейпциге и нек. др. местах.

Для производства Ц. употребляется растворимая в смеси спирта с эфиром так назыв. коллодионная нитроклетчатка, которая может быть получаема нитрованием помощью обычных способов (см. Нитроклетчатка) тонкой непроклеенной папиросной бумаги, а также хлопка, льна и пр., надлежащим образом очищенных. К. Венсан описывает, напр., следующий практикуемый на некоторых целлулоидных заводах прием. В 170 кг кислотной смеси, составленной из 5 вес. частей обыкновенной крепкой в 66° Б. серной кислоты и 2 вес. ч. азотной в 41° Б. (уд. веса 1,4) и охлажденной до 30° Ц., погружают за один раз 2 кг мелко нарезанной бумаги или 5 кг хлопка, предварительно высушенных, и оставляют в смеси бумагу минут 12, а хлопок несколько долее. Продолжительность погружения устанавливается опытом. Операция производится в настоящее время большей частью в сосудах из толстого листового железа. По окончании процесса нитрации все содержимое сосуда выливается в центрифугу для отделения нитропродукта от избытка кислот [Отжатая центрифугованием кислотная смесь поступает в отстойник, сливается с отсевшего на дне его осадка, анализируется, приводится добавкой необходимого, по расчету данных анализа, количества азотной и серной кислоты к первоначальному составу и вновь пускается в дело. Таким образом исправленная кислотная смесь употребляется до тех пор, пока содержание в ней азотистой кислоты не достигнет 3%.)], и затем нитропродукт выбрасывается в чан с холодной водой, где остается 24 часа, после чего 2,5—3 часа мельчится и промывается в голландерах с постоянно возобновляемой водой. Полученная мезга поступает далее на отбелку. Ее разбалтывают с избытком воды в деревянном чане, выложенном изнутри глиняными плитками с мелкими отверстиями и снабженном мешалкой, и прибавляют раствора хамелеона; массу размешивают известное время, спускают затем жидкость и обрабатывают мезгу для растворения осевшей на ее волоконцах MnO ₂ слабой (1%) серной кислотой; спустив кислоту и дав жидкости хорошенько стечь, переходят к отбелке мезги хлором совершенно так, как это производится в писчебумажном производстве, после чего мезга промывается как можно тщательнее и затем отжимается на центрифугах.

Смешение нитроклетчатки с камфарою и превращение их в плотную массу Ц. производится на разных заводах различно; но пропорция составных частей обыкновенно везде почти применяется одна и та же, а именно на 100 частей нитроклетчатки 50 ч. камфары. Некоторые берут последней 40 ч., другие — до 55 ч. Первоначальный способ, применявшийся бр. Патт, состоял в том, что влажную, но как можно лучше отжатую (под прессом) от избытка воды мезгу нитроклетчатки смешивали с камфарой, прибавляя тут же, смотря по надобности, и красящие вещества, и смесь многократно пропускали между валками, пока она не становилась совершенно на вид однородной, а затем подвергали сильному давлению в гидравлическом прессе при нагревании паром от 60 до 130° в течение более или менее продолжительного времени, смотря по температуре и количеству прессуемой массы; полученные при этом плитки Ц. высушивались нередко в пустоте над крепкой серной кислотой или над плавленым хлористым кальцием (Tribouillet et Besanc è le). В этом способе взаимодействие между нитроклетчаткой и камфарой с образованием из них раствороподобного соединения наступало под соединенным влиянием давления и нагревания. В настоящее время для облегчения взаимодействия между камфарой и нитроклетчаткой обыкновенно прибегают к содействию растворителей, большей частью обыкновенного винного или же древесного спирта, реже — эфира с примесью спирта (Magnus в Берлине). Практиковавшееся одно время употребление избытка растворителя (на 100 ч. высушенной при 50—60° нитроклетчатки и 50—55 ч. камфары — 200 ч. древесного спирта или спиртоэфирной смеси), при чем получалась желатинообразная, клейкая, просвечивающая масса, которая месилась и многократно вальцевалась, а затем полученные пластинки просушивались на воздухе, сильно прессовались при нагревании и, наконец, долгое время сушились, теперь, по-видимому, повсюду оставлено. Растворителя (винного или древесного спирта) теперь обыкновенно берут не более 50 ч. на 100 ч. нитроклетчатки и 50 ч. камфары и поступают, по К. Венсану, так. Нитроклетчатка, отцентрифугованная от избытка воды и содержащая до 40% ее, тщательно перемешивается с камфарой, переминается между валками и затем формуется в металлических рамках между двух кусков полотна под гидравлическим прессом в плитки толщиной в 8—10 мм и весом около 200 гр. Плитки эти вместе с полотняной оберткой перекладываются листами толстой пропускной бумаги и по несколько штук зараз отжимаются от содержащейся в них воды под гидравлическим прессом. Отжимка длится 15 минут и повторяется 12—15 раз, при чем бумага, впитывающая в себя выжимаемую прессованием воду, всякий раз заменяется свежей. После этого плитки, несколько утонившиеся и получившие плотность твердого картона, раздробляются между рифлеными бронзовыми валками на куски приблизительно одинаковой величины, которые поступают на мацерацию в спирте, продолжающуюся 12 часов; спирта берется при этом, как указано выше, 50 ч. на 100 ч. нитроклетчатки. Если готовят Ц. однородно окрашенный и прозрачный, то в спирте предварительно растворяют красящие вещества желаемых цветов. Для получения Ц. окрашенного и вместе с тем непрозрачного служат краски, нерастворимые в спирте, которые вводятся в массу в самом начале операции, одновременно с камфарой, как, напр., цинковые белила — для Ц., имитирующего слоновую кость или накрахмаленное полотно при изготовлении из Ц. воротничков и манжет. После мацерации в спирте масса в количестве 25 кг за раз вальцуется между нагретыми до 50° валками, пока не достигнет полной однородности, на что обыкновенно требуется около ½ часа. Готовая масса выходит из-под валков в форме листов около 12 мм толщиной, которые разрезаются на пластины 80 см длиной и 60 см шириной. Из этих пластин помощью сваривания их между собой формуются плиты до 20 см толщиной и весом до 100 кг. Сваривание, во время которого вместе с тем происходит и окончательное доспевание Ц., производится в сильном гидравлическом прессе при содействии давления в 300 кг на кв. см и нагревания до 80° и требует времени около 24 часов. Нагрев пресса производится с помощью циркуляции в нем пара, вместо которого по окончании операции пускается для охлаждения холодная вода. Полученные плиты разрезаются на специальных большой силы резательных машинах (Ц. режется с трудом) на листы толщиной от 0,2 до 30 мм, в виде которых Ц. поступает в сушку, причем листы эти предварительно выравниваются прессованием в течение 1 часа под давлением не менее 200 кг на кв. см между полированными стальными плитами, нагретыми до 100° циркулирующим внутри их паром. Сушка Ц. производится на деревянных решетках в хорошо вентилируемых и обогреваемых паром сушильнях при 60—65° и длится до 3 месяцев в зависимости от толщины листов. Сушкой приготовление Ц. и оканчивается. От описанного способа производства делаются, по К. Венсану, отступления в том смысле, что количество камфары уменьшается в некоторых случаях до 18—20 частей на 100 ч. нитроклетчатки с заменой ее соответственно 32 — 30 частями толуола, который прибавляется к спирту при операции мацерирования. Так приготовленный Ц. требует для своего высушивания не более 8 дней и высыхает полнее, что весьма важно для производства таких изделий, которые выделываются, как, напр., гребенки и т. п., с помощью разрезки листов Ц., при чем обнажаются внутренние части последних. В случае недостаточной сухости листов внутри такие изделия могут со временем испытывать, высыхая, весьма нежелательные деформации. Для придания Ц. необходимой для некоторых изделий мягкости, как, напр., для манжет, воротничков и т. п., в массу его прибавляют большие или меньшие количества касторового масла. На некоторых заводах, по Бекману, нитроклетчатку при переделке в Ц. предварительно напитывают под давлением спиртом, который вместе с тем вытесняет из нее и воду, а затем уже прибавляют камфару и все вместе перемешивают и разминают между валками и потом прессуют.

К сказанному в начале статьи о свойствах Ц. необходимо добавить еще следующее. Уд. вес его около 1,5 и колеблется в зависимости от примесей и степени прессования при фабрикации. Хорошие сорта его почти или даже вовсе не пахнуть камфарой. Запах ее обнаруживается ясно лишь при трении или нагревании, а также в свежем разрезе. Ц. начинает размягчаться уже при 75°, но особенно пластичным становится при 120°; при 140° начинает сильно изменяться, темнеет, теряет прозрачность, а около 150° наступает вдруг полное и быстрое разложение. При соприкосновении с огнем Ц. легко загорается и горит блестящим и коптящим пламенем, развивая запах камфары; горящий Ц. легко задуть, при чем он, однако, продолжает тлеть, распространяя копоть и камфарный запах; от соприкосновения с тлеющим углем он загораться не способен; от удара, трения и детонаторов не взрывается, равно как не дает настоящего взрыва и при внезапном сильном нагревании. Вода на Ц. не действует; хлороформ, спирт, эфир, а особенно смесь последних двух, метиловый спирт и ацетон разрушают Ц., растворяя камфару или нитроклетчатку и камфару вместе. Крепкие серная и азотная кислоты постепенно растворяют Ц. Ц., различно окрашенный минеральными и органическими красками, идет на выделку разнообразнейших предметов: гребенок, шпилек, портмоне, портсигаров, пластинок для корсетов, пуговиц и различных украшений, имитирующих слоновую кость, черепаху, рог, кораллы, янтарь, малахит и разные другие камни, рукояток для зонтиков, тростей, ножей и вилок, различных оправ и рамок, пластинок для искусственных зубов, хирургических инструментов, вместо твердого каучука — воротничков и манжет, книгопечатных валов, крышек для альбомных переплетов, детских игрушек, мячиков, небьющихся кукольных головок и кукол и пр. Большинство этих предметов выделывается с помощью простой штамповки или прессования Ц. в соответствующие формы в нагретом состоянии целиком или по частям и затем склеивания между собой отдельных частей.

Н. Н. Рубцов. Δ.